Экспериментальная эволюция занимается проверкой гипотез и теорий эволюции с помощью контролируемых экспериментов. Обычно для наблюдения явлений, которые в крупных многоклеточных организмах происходят слишком медленно, используются организмы с быстрым временем генерации и небольшими физическими размерами, часто микробы. Экспериментальная эволюция — это эволюционная биология в самом эмпирическом смысле, поскольку она включает изучение изменений в реальном времени в популяций, вместо того, чтобы делать выводы об эволюционных процессах на основе сравнения одновременных популяций. Таким образом, это мощный инструмент для установления прямой причинно-следственной связи между эволюционными процессами и моделями адаптации.